DE2844679A1 - DEVICE FOR INSPECTING THE SIDE WALLS OF BOTTLES - Google Patents
DEVICE FOR INSPECTING THE SIDE WALLS OF BOTTLESInfo
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Description
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Anmelder: TI FORDS LIMITED of Chantry Avenue, Kempston, Bedford, MK42 7RS, EnglandApplicant: TI FORDS LIMITED of Chantry Avenue, Kempston, Bedford, MK42 7RS, England
Vorrichtung zum Prüfen der Seitenwände vonDevice for testing the side walls of
FlaschenBottles
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feststellen von Schmutz oder Fremdkörpern, nachstehend mit Flaschenprüfvorrichtung bezeichnet, in durchsichtigen oder durchscheinenden Flaschen oder anderen Behältern, nachstehend als Flaschen bezeichnet, bevor die Flaschen gefüllt und zum Verkauf angeboten werden, insbesondere Flaschen für Milch oder Bier, die nach dem Waschen wieder verwendet werden. Die Prüfvorrichtung kann Schmutz oder Fremdkörper feststellen, die auf dem Boden einer leeren Flasche liegen; dies wird im allgemeinen Bodenprüfung genannt. Mit dieser Prüfung werden jedoch viele Fremdkörper, wie Formvorsprünge, Zement- oder Farbspritzer, welche an der Flaschenseitenwand haften, nicht festgestellt. Diese Fremdkörper oder Verunreinigungen an den Seitenwänden der Flaschen können nur durch eine sogenannte Seitenwandprüfung festgestellt werden. Die vorliegende Erfindung befaßt sich insbesondere mit einer Vorrichtung für die Seitenwandprüfung von Flaschen.The invention relates to a device for detecting dirt or foreign bodies, hereinafter referred to as a bottle testing device in transparent or translucent bottles or other containers, hereinafter referred to as bottles, before the bottles are filled and offered for sale, especially bottles for milk or beer that are returned after washing be used. The tester can detect dirt or debris lying on the bottom of an empty bottle; this is commonly called soil testing. With this test, however, many foreign objects, such as protrusions, Cement or paint splashes adhering to the side wall of the bottle were not found. These foreign objects or contaminants on the side walls of the bottles can only be determined by a so-called side wall test. The present invention is particularly concerned with an apparatus for sidewall testing of bottles.
Es sind viele Versuche durchgeführt worden, eine Maschine herzustellen, welche die Seitenwände der Flaschen prüfen. Inflen beiden britischen Patenten 1 098 174 und 1 430 547 sind derartige Maschinen beschrieben.Many attempts have been made to produce a machine which check the side walls of the bottles. Inflen both British patents 1,098,174 and 1,430,547 describe such machines.
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Bei beiden Maschinen, und auch in anderen Seitenprüfmaschinen, die auf dem Markt sind, müssen die Flaschen von dem normalen Flaschenförderer durch ein Sternrad abgenommen und auf einen Drehturm mit vielen Stellplätzen gestellt werden, wo die Durchleuchtung stattfindet, wonach die Flaschen durch ein weiteres Sternrad wieder auf den Förderer zurückgebracht werden. Weiterhin muß jede Flasche durch entsprechende Einrichtungen um ihre Achse während des -tatsächlichen Prüfungsvorganges rotiert werden, um zu sichern, daß der gesamte Umfang der Flasche abgetastet wird.In both machines, and also in other side inspection machines on the market, the bottles must be different from the normal one Bottle conveyor removed by a star wheel and placed on a rotating tower with many parking spaces, where the fluoroscopy takes place, after which the bottles are returned to the conveyor by another star wheel. Farther each bottle must be rotated around its axis by appropriate devices during the actual test process, to ensure that the entire circumference of the bottle is scanned.
Derartige Mechanismen zum Rotieren der Flasche sind hinsichtlich einer Beschädigung oder des Klemmens verletzlich bzw. empfindlich, wenn eine zerbrochene Flasche oder Glasteile in die Maschine eindringen. Da ein solcher Mechanismus für jede Station des Drehturmes vorgesehen sein muß, wobei häufig 10 Stationen vorhanden sind, sind die aus den genannten Vorfällen entstehenden Kosten beträchtlich. Es ist ebenfalls schwierig, einen Rotationsmechanismus zu entwickeln, der die unvermeidlichen Dimensionsänderungen ausgleicht, die bei einer typischen Flaschenmenge vorhanden sind, z.B. Höhenunterschiede, Flaschenkörperovalität und nicht vertikale Flaschenachsen. Weiterhin ist durch den Sternradmechanismus und die Notwendigkeit, die Flaschen während der Prüfung zu rotieren, die Prüfgeschwindigkeit dieser Maschinen begrenzt, und zwar auf etwa 400 Flaschen pro Minute, was unzureichend ist, um den Erfordernissen moderner Hochgeschwindigkeits- Flaschenprüfstraßen zni entsprechen, bei denen Flaschenfördergeschwindigkeiten von 750 Flaschen proSuch mechanisms for rotating the bottle are vulnerable or sensitive to damage or jamming, if a broken bottle or piece of glass enters the machine. There is such a mechanism for each station of the turret must be provided, with often 10 stations are available, the costs arising from the incidents mentioned are considerable. It is also difficult to develop a rotation mechanism that compensates for the inevitable dimensional changes, that are present in a typical bottle quantity, e.g. height differences, bottle body ovality and not vertical Bottle axes. Furthermore, due to the star wheel mechanism and the need to rotate the bottles during the test, the testing speed of these machines is limited to about 400 bottles per minute, which is insufficient to meet the requirements meet modern high-speed bottle inspection lines zni, where bottle conveying speeds of 750 bottles per
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Minute mindestens erreicht werden.Minute can be reached.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, die genannten Nachteile zu. überwinden und eine Flaschenprüfvorrichtung zu schaffen, bei der die Prüfung der Seitenwände einer Flasche ohne Flaschenrotation möglich ist und die eine Flaschenprüfgeschwindigkeit von wenigstens 750 Flaschen pro Minute erlaubt.The object of the invention is to remedy the disadvantages mentioned. overcome and to provide a bottle inspection device in which the testing of the side walls of a bottle without bottle rotation is possible and the bottle testing speed of at least 750 bottles allowed per minute.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung in einer Vorrichtung zum Prüfen der Seitenwände von durchsichtigen oder durchscheinenden Flaschen zwecks Feststellung von Schmutz oder Fremdkörpern, bei der eine Vielzahl von Bildern der Seitenwände einer zu prüfenden Flasche, die aus wenigstens zwei verschiedenen Richtungen (in Aufsicht gesehen) betrachtet wird, auf wenigstens einen integrierten Schaltkreis projiziert wird, der eine Fotodiodenanordnung enthält, bei der die Fotodioden in einer Vielzahl von Reihen angeordnet und mit Abrufmitteln für jede Diode entlang jeder Diodenreihe kombiniert ist, um ein Videosignal zu erzeugen, das eine Folge elektrischer Signale umfaßt, die der Lichtenergie entsprechen, welche jede Diode empfangen hat, bei der das Videosignal differenziert wird und bei der Mittel zum Aussteuern unerwünschter Signale von außerhalb der Grenzen der Flaschenseitenwände vorgesehen sind, wodurch differenzierte Signalimpulse erzeugt werden, die für Schmutz oder Fremdkörper in der Flasche repräsentativ sind.To achieve this object, the invention consists in a device for checking the side walls of transparent or translucent bottles for the purpose of detecting dirt or foreign bodies of a multitude of images of the side walls of a bottle to be inspected, taken from at least two different directions (in Viewed from above) is projected onto at least one integrated circuit that contains a photodiode array, wherein the photodiodes are arranged in a plurality of rows and with retrieval means for each diode along each diode row is combined to produce a video signal comprising a sequence of electrical signals corresponding to light energy, which every diode has received, in which the video signal is differentiated and in the means for leveling undesirably Signals from outside the boundaries of the bottle side walls are provided, whereby differentiated signal pulses are generated, which are representative of dirt or foreign matter in the bottle.
Es wurde festgestellt, daß es möglich ist, verunreinigendeIt has been found that it is possible to pollute
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Körper überall auf der Innenfläche der Seitenwände einer Flasche zu sehen, indem die Prüfung aus zwei Richtungen, die, in Aufsicht gesehen, im rechten Winkel zueinander liegen, durchgeführt wird. Sowohl die vordere als auch die dahinterliegende Seitenwand der Flasche kann von jeder der beiden Prüfrichtungen gesehen werden. Jedoch kann die Seitenprüfung auch von mehreren Richtungen aus als nur aus zwei Richtungen durchgeführt werden, wenn dies gewünscht wird. . ' Body anywhere on the inside surface of the side walls of a bottle can be seen by performing the test from two directions which, when viewed from above, are at right angles to each other. Both the front and the rear side wall of the bottle can be seen from either of the two test directions. However, the side check can be performed from more than two directions, if desired. . '
Ein Merkmal der Erfindung besteht in einem Mechanismus zum Fördern der Flaschen durch die Prüfstation, durch den die Flaschen, die sich im wesentlichen einander berührend auf dem normalen Flaschenzuförderer ankommen, so beschleunigt werden, daß sie einen Abstand voneinander aufweisen, wenn sie der Seitenprüfung unterworfen sind, und sie können danach wieder auf die Fördergeschwindigkeit des Flaschenförderers verzögert werden, um auf diesen gestellt zu werden, wobei sie sich wieder einander berühren. Dadurch ist es erleichtert, eine gezielte Zurückweisung einer Flasche durchzuführen, die sich. durch die Prüfung als schmutzig oder einen Fremdkörper enthalten! herausgestellt hat.One feature of the invention is a mechanism for conveying of the bottles through the test station, through which the bottles that arrive substantially touching each other on the normal bottle conveyor, are accelerated so that they are a distance exhibit from each other if they are subjected to the side check, and they can then be decelerated again to the conveying speed of the bottle conveyor in order to be placed on it, where they touch each other again. This makes it easier to carry out a targeted rejection of a bottle that is. by testing as dirty or containing a foreign body! has turned out.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der anliegenden Zeichnungen beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen:The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, for example. Show it:
Figur 1 eine schematische Aufsicht auf eine-Flaschenprüfmaschine nach der Erfindung,Figure 1 is a schematic plan view of a bottle testing machine according to the invention,
Figur la eine abgeänderte Ausführungsform der Maschine nach Fig. 1,Figure la shows a modified embodiment of the machine according to FIG. 1,
Figur 2 eine teilweise Aufsicht auf eine alternative Linsenausführung des optischen Systems nach Figur 1,FIG. 2 shows a partial plan view of an alternative lens design of the optical system according to FIG. 1,
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Figur 3 eine schematische Seitenansicht entlang einer Lichtstrecke, die in Figur 1 mit der Linie A-A angedeutet ist,Figure 3 is a schematic side view along a light path, which is indicated in Figure 1 with the line A-A,
Figur 4 eine aktive Fläche einer integrierten Fotodiodenanordnung mit zwei Seite an Seite befindlichen Bildern der Flaschenseitenwände, FIG. 4 shows an active area of an integrated photodiode arrangement with two side by side images of the side walls of the bottle,
Figur 5 ein Torsignal für eine der Diodenreihen oder der Diodenreihen der Diodenanordnung,Figure 5 shows a gate signal for one of the diode rows or rows the diode arrangement,
Figur 6 ein Blockschaltbild.Figure 6 is a block diagram.
Die Figur 1 zeigt allgemein in Aufsicht eine Maschine mit Flaschen 1a, Ib...1k, die eine Prüfstation 2 passieren, und zwar in gerader Linie gemäß dem Pfeil, wobei die.Flaschen von unten durch einen Flaschenförderer 3 abgestützt werden.FIG. 1 shows a general plan view of a machine with bottles 1a, Ib ... 1k, which pass a test station 2, in a straight line Line according to the arrow, the bottles being supported from below by a bottle conveyor 3.
Am Zugangsende der Maschine ist eine Förderschnecke 4 vorgesehen» die durch einen Motor und eine variable Geschwindigkeitseinrichtung (nicht gezeigt) mit einem Wert angetrieben wird, der der Anzahl der Flaschen pro Minute entspricht, die auf dem Hauptflaschenzuförderer behandelt werden. Diese Einrichtung ist am Anfangsende der Schnecke angeordnet, während das Schlußende der Schnecke in einem Lager 5 liegt.At the access end of the machine there is a screw conveyor 4 driven by a motor and variable speed device (not shown) is driven at a rate corresponding to the number of bottles per minute that are on the main bottle conveyor be treated. This device is arranged at the beginning end of the screw, while the terminal end of the screw is in a bearing 5 is located.
Die Steigung der Schnecke vergrößert sich in Schneckenlängsrichtung, und zwar graduell größer werdend von eins, was dem Flaschendurchmesser am Anfangsende der Schnecke entspricht, bis zum 1,5-fachenThe pitch of the screw increases in the longitudinal direction of the screw, namely gradually increasing from one, which is the bottle diameter at the beginning of the screw corresponds to up to 1.5 times
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des Flaschendurchmessers am Abgabeende der Schnecke. Dadurch werden die Flaschen, die die Schnecke 4 vom Hauptförderer erreichen und sich einander berühren, sanft beschleunigt, während sie die Schnecke passieren,' und weisen am Abgabeende der Schnecke einen Abstand voneinander auf, der dem 1,5-fachen des Flaschendurchmessers entspricht.the bottle diameter at the discharge end of the screw. This will be the bottles reaching the screw 4 from the main conveyor and touch each other, gently accelerating as they pass the snail, 'and point one at the discharge end of the snail Distance from each other, which corresponds to 1.5 times the bottle diameter.
Der Flaschenförderer 3 wird von der Schnecke 4 angetrieben oder von einem zweiten Antrieb mit variabler Fördergeschwindigkeit (nicht gezeigt), der es gestattet, die Fördergeschwindigkeit der Flaschengeschwindigkeit anzugleichen, bei der die Flaschen die Schnecke 4 verlassen, und zwar unabhängig von der Einstellung der ersten variablen Geschwindigkeitseinrichtung, welche den Flaschendurchsatz durch die Maschine bestimmt. Diese Anordnung sichert also, daß der Abstand der austretenden Flaschen beibehalten wird, wenn diese durch die Prüfstation 2 gefördert werden, wobei sie nur an ihren Böden abgestützt sind, die auf dem Förderer 3 ruhen, Während dieser Bewegung passieren die Flaschen wiederum die Prüfstation, die nachstehend beschrieben ist, und nach der Prüfung werden sie von einer zweiten Förderschnecke 7 erfaßt, die an ihrem Anfangsende durch ein Lager 8 abgestützt ist und an ihrem Schlußende von der ersten Förderschnecke 4 angetrieben wird. Der Antrieb (nicht gezeigt) ist vorzugsweise derart, daß das Zeitverhalten eingestellt werden kann, .so daß der Eintritt in die erste Fördernische der zweiten Schnecke 7 an der richtigen Stelle liegt, um Flaschen ohne Veränderung ihrer Stellung aufThe bottle conveyor 3 is driven by the screw 4 or by a second drive with a variable conveying speed (not shown), which makes it possible to adjust the conveying speed of the bottle speed at which the bottles Leave screw 4, regardless of the setting of the first variable speed device, which the Bottle throughput determined by the machine. This arrangement ensures that the distance between the exiting bottles is maintained if these are conveyed through the test station 2, they are only supported on their bottoms, which are on the conveyor 3 rest. During this movement, the bottles again pass the test station, which is described below, and after the Test they are detected by a second screw conveyor 7, which is supported at its starting end by a bearing 8 and is driven at its final end by the first screw conveyor 4. The drive (not shown) is preferably such that the time behavior can be adjusted so that the entry into the first conveyor niche of the second screw 7 is at the correct one Place lies around bottles without changing their position
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dem Förderer 3 zu erfassen. Die Amplitude der Schnecke 7 an ihrem Anfangsende ist konisch, um die eben genannte Arbeit zu erleichtern. Flaschenführungsschienen 9a und 9b halten die Flaschen in der Wendel der Schnecken 4 und 7 während ihres Durchganges.to capture the conveyor 3. The amplitude of the screw 7 at its starting end is conical in order to do the work just mentioned to facilitate. Bottle guide rails 9a and 9b hold the bottles in the helix of the screws 4 and 7 during their Passage.
Ein weiterer Zweck dieser zweiten Schnecke besteht darin, die Prüfzone von der Auswirkung eines jeden Rückdruckes der abgeförderten Flaschen freizuhalten. Die Schnecke ermöglicht auch einen zweckmäßigen Anbringungsort für einen Flaschenzurückweisungsmechanismus. Ein solcher ist z.B. in der Patentanmeldung P 28 12 063.0 beschrieben, bei dem Voraussetzung ist, daß die zurückzuweisende Flasche sich in einer vorbestimmten Stellung stromab der Prüfstation befindet.Another purpose of this second screw is to protect the test zone from the effects of any back pressure of the conveyed Keep bottles clear. The auger also provides a convenient location for a bottle reject mechanism. Such is described, for example, in patent application P 28 12 063.0, with the prerequisite that the Bottle is in a predetermined position downstream of the test station.
Die Methode gemäß der Erfindung zur Erzielung einer vollständigen Prüfung der Seitenwände einer Flasche ohne diese zu rotieren ist auf die Tatsache gegründet, daß es sich als möglich herausgestellt hat, Schmutz- und Fremdkörper an jeder Stelle auf der Innenfläche des Flaschenkörpers aus zwei Richtungen zu sehen (in Aufsicht betrachtet), wobei diese Richtungen im wesentlichen einen Winkel von 90 Grad einschließen. Sowohl die vordere als auch die dahinterliegende Flaschenfläche (Innenflächen) können aus diesen beiden Richtungen gesehen werden.The method according to the invention for obtaining a complete inspection of the side walls of a bottle without rotating them is based on the fact that it has been found possible to see dirt and foreign bodies at any point on the inner surface of the bottle body from two directions ( viewed in plan), these directions essentially enclosing an angle of 90 degrees. Both the front and the behind it bottles surface (inner surfaces) may result from these two directions being seen.
Gemäß diesem Merkmal wird gemäß dem Ausführungsbeispiel nachAccording to this feature, according to the exemplary embodiment
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Figur T die Flasche 1£ im Zentrum 6 der Prüfstation 2 aus zwei Richtungen, die im rechten Winkel zueinander liegen, durch die Lampen 10a und 10b beleuchtet, wobei die Lampen aus Wolframglühlampen, Fluoreszen^entladüngslampen , Xenonblitz- oder Xenonentladungsröhren oder andere Lichtquellen sein können, die für die Farbe und/oder Dichte der Flaschen geeignet sind. Lichtstreuschirme 1 1 können vor den entsprechenden Lampen vorgesehen sein.Figure T the bottle 1 £ in the center 6 of the test station 2 of two Directions which are at right angles to each other illuminated by the lamps 10a and 10b, the lamps being made of tungsten incandescent lamps, Fluorescent ^ discharge lamps, xenon flash or xenon discharge tubes or other light sources that suitable for the color and / or density of the bottles. Light scattering screens 1 1 can be provided in front of the corresponding lamps be.
Eine Linse 12 erzeugt zwei Bilder der Flaschenseiten, wie sie aus den beiden Richtungen 13 und 14 gesehen werden, wobei diese Richtungen einen rechten Winkel einschließen. Zwei Spiegel 15 und 16 und zwei weitere Spiegel 17 und 18 ermöglichen der einzelnen Linse 12, zwei Seite an Seite liegende Bilder zu erzeugen und diese einem integrierten Schaltkreis 19 zuzuführen, der eine Fotodiodenanordnung enthält, wobei die Dioden in einer Vielzahl von Reihen angeordnet und mit Mitteln zum Abfragen jeder Diode nacheinander und Reihe für Reihe kombiniert sind. Eine geeignete integrierte Schaltkreisanordnung dieser· Art weist 64 Reihen mit je 64 Fotodioden auf und ist unter der Bezeichnung "2DI 64 X 64 Matrix Anordnung (matrix array)" bekannt. Diese Anordnung wird von der Firma Integrated Photomatrix Limited of Dorchester, England, hergestellt.A lens 12 produces two images of the bottle sides, as they are seen from the two directions 13 and 14, these Directions include a right angle. Two mirrors 15 and 16 and two further mirrors 17 and 18 allow the individual Lens 12 to produce two side-by-side images and these an integrated circuit 19 containing a photodiode array, the diodes in a plurality of rows arranged and combined with means for interrogating each diode one after the other and row by row. A suitable built-in Circuit arrangement of this type has 64 rows with 64 photodiodes each and is known as "2DI 64 X 64 matrix array". This arrangement is supported by the Integrated Photomatrix Limited of Dorchester, England.
Eine Trennplatte 20 in dem Bildabstand der Linse verhindert, daß äußeres Licht von außerhalb des linken Bildes einen Abbau oder eine Verschlechterung des rechten Bildes bewirkt, und umgekehrt.A partition plate 20 in the frame distance of the lens prevents external light from outside the left image causes degradation or deterioration of the right image, and vice versa.
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Eine alternative optische Ausführung ist in Figur 2 gezeigt. Hierbei werden getrennte Linsen 21a und 21b für jede Betrachtungsrichtung verwendet, und ein Spiegel'22 mit einer 90 Grad-Silberspiegelfläche in dem Bildabstand der beiden Linsen reflektiert die beiden Bilder, die in Form von Lichtstrahlen die beiden Seite an Seite liegenden Flaschenbilder auf die Einrichtung aus den Fotodioden projizieren, wie es bereits erwähnt ist.An alternative optical design is shown in FIG. Here, separate lenses 21a and 21b are used for each viewing direction, and a mirror 22 with a 90 degree silver mirror surface The two images are reflected in the image distance between the two lenses, the two in the form of rays of light Project side-by-side bottle images onto the device from the photodiodes, as already mentioned.
Figur 3 ist eine Seitenansicht entlang der Betrachtungsstrecke A-A, in welcher die Flasche If im Zentrum 6 der Prüfstation auf dem Förderer 3 steht. Diese Darstellung zeigt jedoch nur eine der beiden Betrachtungsrichtungen, wobei die Spiegel 16 und 18 der Klarheit wegen weggelassen sind. Die Lichtstreuscheibe 11 beleuchtet die Flasche 1f, und die Lichtstrahlen werden durch die Linse 12 gesammelt und auf einen Brennpunkt der Fotodiodenanordnung 19 gerichtet. Die Linse 12 ist auf einem Pegel angeordnet, der nahe der Ebene liegt, auf welcher die Flasche steht, so daß die vordere und die hintere Seite des unteren Bereiches des Flaschenkörpers ohne Behinderung durch den Flaschenboden oder den Förderer betrachtet werden können.Figure 3 is a side view along the viewing path A-A, in which the bottle If in the center 6 of the test station is on the conveyor 3. However, this illustration shows only one of the two viewing directions, with the mirrors 16 and 18 are omitted for clarity. The light diffuser 11 illuminates the bottle 1f, and the rays of light are passed through the lens 12 is collected and at a focal point of the photodiode array 19 directed. The lens 12 is arranged at a level which is close to the plane on which the bottle stands, so that the front and rear sides of the lower portion of the bottle body are unobstructed by the bottle bottom or the sponsor can be viewed.
Figur 4 zeigt die aktive Fläche der Fotodiodenanordnung 19 mit zwei Bildern 24 und 25, die Seite an Seite stehen, wobei ein Bild&inen Schmutzkörper 23 aufweist, der in einer der beiden Betrachtungsrichtungen sichtbar ist.Figure 4 shows the active area of the photodiode array 19 with two images 24 and 25, which are side by side, with one Image & inen dirt body 23, which is in one of the two Viewing directions is visible.
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Die Diodenanordnung wird horizontal Zeile für Zeile bzw. Reihe für Reihe abgetastet und produziert ein Videosignal, dessen Amplitude in jedon Augenblick der Lichtenergie proportional ist, wobei diese Energie über eine Periode zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen integriert wird und die von der Diode empfangen wurde, die in diesem Augenblick gerade,abgetastet wurde.The diode array is scanned horizontally line by line or row by row and produces a video signal, its Amplitude proportional to the light energy at any moment this energy being integrated over a period between successive samples and that of the diode was received, which at that moment was just being scanned became.
Die Diodenanordnung 19 wird fortlaufend abgetastet und das Videoausgangssignal wird durch ein Signal in einem Torelement verarbeitet, welches Signal von einem oder mehreren Sensoren abgeleitet wird, die zum Feststellen einer Flasche in der Prüfstation angeordnet und geschaltet sind. Die Zeitdauer dieses Torsignals muß lang genug sein für die gesamte, abzutastende Diodenreihe. Mit dieser Diodenreihenanordnung sind Abtastungen von 800 bis 1000 Diodenprüffelder pro Sekunde möglich, woraus folgt, daß die Torverarbeitungszeit minimal etwa 1,25 Millisekunden betragen muß. Während dieser Zeit wird sich eine typische Getränkeflasche, die sich durch die Maschine mit einer Fördergeschwindigkeit von 750 Flaschen pro Minute bewegt, etwa einen Weg von einem Millimeter zurückgelegt haben, während sie geprüft wird, und somit werden verschwommene Bildteile aufgrund der Flaschenbewegung vernachlässigbar sein. The diode arrangement 19 is continuously scanned and that Video output signal is processed by a signal in a gate element, which signal is from one or more sensors is derived, which are arranged and switched to determine a bottle in the test station. The length of time this gate signal must be long enough for the entire row of diodes to be scanned. With this array of diodes, there are scans from 800 to 1000 diode test fields per second possible, from which it follows that the gate processing time must be a minimum of about 1.25 milliseconds. During this time, a typical beverage bottle will move through the machine at a conveyor speed of 750 bottles per minute, have covered a distance of about one millimeter while it is being checked, and thus blurred parts of the image due to bottle movement will be negligible.
Das von der Flasche abgeleitete Videosignal, während sich die Flasche inder Prüfstation befindet, wird differenziert, um einenThe video signal derived from the bottle while the bottle is in the inspection station is differentiated by one
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Impuls zu enthalten, der einen schnellen Übergang von hell nach dunkel oder umgekehrt entlang jeder der abgetasteten Diodenreihen anzeigt. Solche Impulse zeigen die Gegenwart von Fremdkörpern an und werden verwendet, um einen Flaschenzurückweisungsmechanismus zu gewünschter Zeit zu betätigen.Contain momentum that has a rapid transition from light to dark or vice versa along each of the scanned rows of diodes. Such impulses show the presence of foreign objects and are used to actuate a bottle reject mechanism at a desired time.
Figur 4 zeigt im einzelnen die Oberfläche der Fotodiodenreihenanordnung, auf die die beiden Flaschenbilder 24 und 25, wie sie in den beiden Richtungen, die im rechten Winkel zueinander stehen, gesehen werden, fokussiert werden und auf der diese Bilder Seite an Seite für die gleichzeitige Abtastung durch die Anordnung 19 erscheinen. Die interessierenden Bereiche, welche zusammen im wesentlichen die gesamte Fläche des Flaschenkörpers abdecken, werden durch die Grenzlinien 26 und 27 umrissen. Ein programmierbarer Nur-Lese-Speicher (PROM) ist so programmiert, um ein weiteres Torvideosignal vorzusehen, welches dazu verwendet wird, Zurückweisungssignale anzunehmen, die von diesen beiden, durch die Grenzlinien 26 und 27 bestimmten Bereiche abgeleitet werden, und um andere Signale vom Rest der Anordnung 19 zu ignorieren. Beispielsweise ist es für den PROM erforderlich, für die Zeilenzahl zwanzig der Anordnung 19, welche Zeile mit 28 in Figur. 4 beziffert ist, das Videosignal für diese Zeile in den Zustand "ein" mit einem Torimpuls zu steuern, nachdem die zwölfte Diode erreicht worden ist, dann wieder auf "aus" 'zu steuern, nachdem die zwanzigste Diode erreicht worden ist, dann wieder auf "ein" zu schalten, nachdem die 44# Diode erreicht worden ist, und schließlich wieder auf "aus" zuFigure 4 shows in detail the surface of the photodiode array, to which the two bottle pictures 24 and 25, as they are in the two directions, which are at right angles to each other, can be seen, focused and on which these images are side by side for simultaneous scanning by the arrangement 19 appear. The areas of interest, which together cover essentially the entire surface of the bottle body, are outlined by the boundary lines 26 and 27. One programmable read-only memory (PROM) is programmed to hold another Provide goal video signal which is used to accept reject signals from those two, through the boundary lines 26 and 27 to be derived from certain areas, and to ignore other signals from the rest of the arrangement 19. For example it is necessary for the PROM, for the line number twenty of the arrangement 19, which line starts with 28 in FIG. 4 numbered is to control the video signal for this line in the "on" state with a gate pulse after the twelfth diode has been reached, then turn "off" again after the twentieth diode has been reached, then turn "on" again after the 44 # diode has been reached, and finally "off" again
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schalten, nachdem die 52C Diode erreicht worden ist. Diese Punkte sind entsprechend mit 29, 30, 31 und 32 angegeben, und die Torsignale dieser Zeile sind in Figur 5 dargestellt.switch after the 52 C diode has been reached. These points are indicated by 29, 30, 31 and 32, respectively, and the gate signals of this line are shown in FIG.
Ein Schaltkreis 50 zum Differenzieren des Videoausgangssignals, zum Aussteuern unerwünschter Signale von Bereichen, die nicht interessieren, und zum Bewirken anderer Operationen, wie es vorstehend beschrieben ist, ist grundsätzlich so aufgebaut, wie es in der deutschen Patentanmeldung P 28 34 581 beschrieben und in deren Figur 6 gezeigt ist. Wie es in Figur 6 der vorliegenden Anmeldung dargestellt ist, wird die Fotodiodenanord— nung 19 durch einen Reihenabtaster 51 abgetastet, um ein Videosignal zu erzeugen. Dieses Videosignal wird einem Differenzierer 52 zugeführt, dessen Ausgangssignal einem Tor 53 zugeleitet wird. Die Taktimpulse des Reihenabtasters 51, der zum Abrufen der Reihenanordnung verwendet wird, und zwar Diode für Diode entlang einer Diodenreihe und Diodenreihe für Diodenreihe über die gesamte Fläche des Prüffeldes der Anordnung, werden dazu verwendet, um in den programiiiierfähigen Speicher 54 (PROM) eingegeben werden zu können. Dieser Speicher ist programmiert, um einen Torimpuls von korrekter EIN-AüS-Periode für jede Diodenreihe zu erzeugen, wie es oben erläutert ist. Diese Torimpulse steuern die Funktion des Tores 53/ so daß nur die Impulse, die am differenzierten 'Videoausgang verbleiben, diejenigen sind, die den FremdkörpernA circuit 50 for differentiating the video output signal, for driving out unwanted signals from areas of no interest and effecting other operations like it is described above, is basically constructed as described in German patent application P 28 34 581 and is shown in FIG. 6 thereof. As shown in Figure 6 of the present application, the photodiode array is voltage 19 is scanned by a row scanner 51 to generate a video signal. This video signal becomes a differentiator 52, the output signal of which is fed to a gate 53. The clock pulses of the row scanner 51, which is used to retrieve the Series arrangement is used, diode by diode along a diode row and diode row by diode row over the entire Area of the test field of the arrangement are used to be entered into the programmable memory 54 (PROM) to be able to. This memory is programmed to generate a gate pulse with the correct ON-OFF period for each row of diodes, as explained above. These gate impulses control the function of the gate 53 / so that only the impulses that are differentiated on 'Video output remain, those are who the foreign objects
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oder dem Schmutz in der Flasche entsprechen. ■or match the dirt in the bottle. ■
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Der Speicher kann programmiert werden,, um einen Bereich ähnlicher Form zu definieren, innerhalb welcher die gewünschten Signale vorkommen können und außerhalb welcher unbeachtliche bzw. ungewollte Signale zurückgewiesen bzw. unterdrückt werden müssen.The memory can be programmed to make an area similar Define the form within which the desired signals can occur and outside which the irrelevant or unwanted Signals must be rejected or suppressed.
Ein großer Fremdkörper mit geraden Kanten, die parallel zu den abgetasteten Diodenreihen ausgerichtet sind, wird nicht festgestellt werden, weil er alle aktiven Dioden in&er Reihe verdunkelt und, da dementsprechend keine Änderung inder Beleuchtung entlang dieser Reihe stattfindet, das differenzierte Ausgangssignal null sein würde. Zur Überwindung dieses Problems wird vom Videosignal auchein Zurückweisungssignal abgeleitet, das das gesamte Prüffeld umfaßt und welches vor dem Differenzieren und Torsteuern aus 64 Reihensignalen besteht. Dieses Signal wird einem Verstärker 55 mit einem begrenzeten Hochfrequenzansprechvermögen zugeführt, so daß das Ausgangssignal den schnellen Wechseln bzw. Änderungen nicht folgen kann, die zwischen jedem Reihensignal vorkommen, und daraus resultiert für jedes Prüffeld ein geglättetes Ausgangs signal-rA large foreign body with straight edges that are parallel to the scanned rows of diodes is not detected because it darkens all active diodes in & er series and, accordingly, there is no change in the lighting along this series takes place, the differentiated output signal is zero would be. To overcome this problem, a reject signal is also derived from the video signal that covers the entire test field includes and which before differentiating and gating consists of 64 series signals. This signal is fed to an amplifier 55 with a limited high frequency response, so that the output signal can be quickly changed or Changes that occur between each series signal cannot follow, and this results in a smoothed one for each test field Output signal r
Die beiden unerwünschten Signale am Anfang und Ende jedes Prüffeldes können mit einem Impuls ausgesteuert werden, der im Speicher 54 (PROM)erzeugt wird. Dieser Impuls wird schließlich einem Torschaltkreis 57 zugeleitet, so daß nur das erwünschte Signal verbleibt und zusammen mit Impulsen der Reihensignale aufgrund von Fremdkörpern dazu verwendet werden, einen SurückweisungsimpulsThe two unwanted signals at the beginning and end of each test field can be controlled with a pulse that is generated in the memory 54 (PROM). This pulse is finally fed to a gate circuit 57 so that only the desired signal remains and, together with pulses of the series signals due to foreign objects, are used to form a rejection pulse
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an einen Auswerfschaltkreis 58 zu geben/ der mit einem Mechanismus zusammenarbeitet,wie es in der deutschen Patentanmeldung P 28 12 063.0 beschrieben ist, um eine unsaubere Flasche vom Flaschenförderer auszuwerfen.Die beiden Differenzierer 52 und 56, wobei der eine für die Reihensignale und der andere für das vollständige Prüffeldsignal verantwortlich ist/ geben Ausgangssignale jeder Polarität, was davon abhängt, ob der Beleuchtungswechsel von hell nach dunkel oder umgekehrt stattfindet. Bei einem kleinen Gegenstand bzw. Fremdkörper werden generell beide Polaritäten gegenwärtig sein. Bei einem großen Fremdkörper, der beispiels weise die Hälfte des Flaschenbodens verdunkelt, kann es jedoch sein, daß nur Signale von einer Polarität erzeugt werden, was von der Abtastrichtung über der Kante des Fremdkörpers abhängt.to an ejecting circuit 58 / the one with a mechanism cooperates as it is in the German patent application P 28 12 063.0 is described to eject a dirty bottle from the bottle conveyor. The two differentiators 52 and 56, one being responsible for the row signals and the other being responsible for the complete test field signal (s) of any polarity, which depends on whether the lighting changes from light to dark or vice versa. At a small objects or foreign bodies will generally have both polarities present. In the case of a large foreign body, for example half of the bottle bottom is darkened, it may be that only signals of one polarity are generated, which depends on the scanning direction over the edge of the foreign body.
Auf einigen Stufen der Signalverarbeitung ist es zweckmäßig , die Signale einer Polarität umzukehren, so daß nur Signale gleicher Polarität vorhanden sind. Die differenzierten Signale, die von Fremdkörpern inßer Flasche erhalten worden sind, sind Impulse .von angenähert dreieckiger Form, jedoch veränderlich in der Amplitude und der Dauer, was von der Größe und Lichtundurchlässigkeit des festgestellten Fremdkörpers abhängt. Ein sehr kleiner Körper, der nur eine Diode in einer Diodenreihe verdunkelt, wird von kleiner Amplitude und kurzer Dauer sein im Vergleich zu einem Körper, der etwa 10 aufeinanderfolgende Dioden verdunkelt.At some stages of signal processing it is useful to reverse the signals of one polarity so that only signals are the same Polarity are present. The differentiated signals obtained from foreign objects in the bottle are pulses . of approximately triangular shape, but variable in the Amplitude and duration, whatever the size and opacity of the foreign body detected. A very small body that only obscures one diode in a row of diodes becomes be of small amplitude and short duration compared to a body that obscures about 10 consecutive diodes.
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Die differenzierten Signale können dazu verwendet werden, einen Schmitt-Trigger anzutreiben, der einen Ausgangsimpuls konstanter Amplitude für eine Zeitspanne gibt, während der das Eingangssignal über einem gesetzten Ansprechwert ist. Dieser kann auf einen niedrigen Wert gestellt sein, so daß sogar das Signal von einer einzelnen, verdunkelten Diode ein Ausgangssignal vom Trigger gegeben wird.„The differentiated signals can be used to drive a Schmitt trigger that makes an output pulse more constant Amplitude for a period of time during which the input signal is above a set response value. This can be on one be set low so that even the signal from a single, darkened diode is an output from the trigger is given. "
Gesonderte Schmitt-Trigger 60a, 60b können für positive und negative Polaritätsteile des Signals verwendet werden, das in einem Differentialverstärker 59 verstärkt wird. Die resultierenden Impulse gleicher Polarität werden in einem ODER-Tor 61 kombiniert.Separate Schmitt triggers 60a, 60b can be used for positive and negative Polarity parts of the signal which is amplified in a differential amplifier 59 are used. The resulting impulses of the same polarity are combined in an OR gate 61.
Der resultierende Impuls bildet das Eingangssignal zu einem monostabilen Kreis 62 und auch zu einem NAND-Tor 63. Der monostabile Kreis 62 hat die Aufgabe, einen Ausgangsimpuls konstanter Amplitude und Zeitdauer für jeden Eingangsimpuls zu geben, wobei die Zeitdauer durch Ändern der Zeitkonstante der Widerstands-Kapazitanz-Koppelungskomponenten einstellbar ist. Das Ausgangssignal vom monostabilen Kreis 62 sieht ein zweites Eingangssignal zu dem NAND-Tor 63 vor.The resulting pulse forms the input signal into a monostable Circle 62 and also to a NAND gate 63. The monostable Circuit 62 has the task of giving an output pulse of constant amplitude and duration for each input pulse, the Duration by changing the time constant of the resistance-capacitance coupling components is adjustable. The output from monostable circuit 62 sees a second input to that NAND gate 63 in front.
Das NAND-Tor 63 wird jetzt nur einen Ausgangsimpuls geben, wenn die Dauer der Eingangsimpulse die gesetzte Impulslänge des monostabilen Schaltkreises 62 überschreitet. Dieser Kreis arbeitet daher als ein Impulslängenvergleicher und, durch Einstellen der Zeitkonstante des monostabilen Kreises 62, alle Impulse von kürzerer Dauer als die gesetzte Impulslänge können vom NAND-Torausgang ausgeschlossen werden, wobei das AusgangssignalThe NAND gate 63 will now only give an output pulse if the duration of the input pulses exceeds the set pulse length of the monostable circuit 62. Therefore, this circuit operates as a pulse width comparator, and, by adjusting the time constant of the monostable circuit 62, all of the pulses of shorter duration than the set pulse length can be excluded from the NAND gate output, wherein the output signal
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' - 19 -'- 19 -
dieses Tores zu dem Auswerferkreis 56 geleitet wird.this gate is passed to the ejector circuit 56.
Somit können kleine "Fremdkörper, die eine Diode verdunkeln, festgestellt oder Vernachlässigt werden durch entsprechendes Einstellen der Zeitkonstante des monostabilen Kreises. Ebenfalls kann auch ein ständiges, unechtes Signal, das durch Versagen einer Diode in der Diodenanordnung verursacht wird, ignoriert werden .Diese Anordnung gibt auch ein Maß für die Immunität von Störimpulsen sehr kurzer Dauer, die durch die früheren-Teile des Kreises aufgenommen worden sein können.Thus, small "foreign bodies that darken a diode can be detected or neglected by the appropriate Setting the time constant of the monostable circuit. A constant, fake signal can also be caused by failure a diode in the diode array can be ignored. This array also gives a measure of the immunity of Glitches of very short duration caused by the earlier-parts of the circle may have been included.
Bei einer praktischen Flaschenprüfvorrichtung ist es notwendig, daß es möglich ist, die Empfindlichkeit auf verschiedengroße Körper bzw. Gegenstände einzustellen, um das Zurückweisen zu vieler sauberer Flaschen mit geringeren Fehlern wie Glasflecken oder Blasen zu vermeiden oder um das Zurückweisen von Flaschen auf einem Förderer zu vermeiden, die auf der Außenoberfläche ölschaum oder dergleichen aufweisen.In the case of a practical bottle testing device, it is necessary to that it is possible to adjust the sensitivity to different sized bodies or objects in order to reject To avoid too many cleaner bottles with minor defects such as glass stains or bubbles or to reject them Bottles on a conveyor avoid those on the outside surface have oil foam or the like.
Mit dem beschriebenen System kann die Empfindlichkeit wie beschrieben verändert werden oder durch Einstellen der Zeitkonstante des Differenzierers oder durch Verändern des Ansprechwertes, bei dem der Schmitt-Trigger arbeitet.With the system described, the sensitivity can be as described can be changed or by setting the time constant the differentiator or by changing the response value at which the Schmitt trigger works.
Die Diodenreihenanordnung wird fortlaufend abgetastet undThe diode array is continuously scanned and
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liefert das Videosignal, welches in der beschriebenen Weise verarbeitet wird. Es ist ferner ein UND-Tor 64 vorgesehen, das von einem Flaschenfeststellungssensor 65 bedient wird, so daß Zurückweisungssignale, falls vorhanden, nur erhalten werden, wenn eine Flasche sich in der. Prüfstation befindet.supplies the video signal, which is processed in the manner described will. An AND gate 64 is also provided, which is operated by a bottle detection sensor 65, so that rejection signals, if available, can only be obtained if there is a bottle in the. Test station is located.
Der Sensor 65 ist so ausgebiJcet, um eine Flaschenbewegung von 1 bis 2 mm zu erlauben, bevor das Ausgangstor 64 ausgeschaltet wird. Nur Zurückweisungssignale, die während dieser Zeit erhalten werden, erreichen den Auswerferschaltkreis 58.The sensor 65 is designed to detect a bottle movement of Allow 1 to 2 mm before the exit gate 64 is turned off. Only rejection signals received during this time reach the ejector circuit 58.
Eine Methode zum Abtasten der Flaschenposition besteht in der Anwendung einer Strahlenquelle 65 zur Erzeugung von zwei oder drei eng beabstandeten Strahlen aus infrarotem oder sichtbarem Licht, die so angeordnet sind, daß sie durch die Flaschenöffnung bzw. den Flaschenkopf unterbrochen werden, wenn die Flasche die Prüfstation passiert. Der Abstand zwischen den beiden äußeren Strahlen in bezug auf den Flaschenkopfdurchmesser bestimmt die Entfernung, bei der die Flaschen während der Prüfung wandern. Die Fototransistoren (nureiner ist bei 66 gezeigt), die die zwei oder drei Strahlen empfangen, erzeugen Signale, die logische Einrichtungen 67 betätigen, die andere Funktionen ausüben und ebenfalls auch die Torsteuerung der Signale zur Zurückweisungseinrichtung bewirken, Z.B. können sie dazu verwendet werden, den Flaschenkopfdurchmesser abzumessen bzw. festzustellen, so daß Flaschen mit Übergröße oder Untergröße zurückgewiesen werden können.One method of sensing bottle position is to use a radiation source 65 to generate two ors three closely spaced beams of infrared or visible light arranged to pass through the bottle opening or the bottle head are interrupted when the bottle passes the test station. The distance between the two outer ones Rays in relation to the bottle head diameter determine the distance at which the bottles travel during the test. the Phototransistors (only one shown at 66) that receive the two or three beams generate signals that logic devices 67, which perform other functions and also the gate control of the signals to the rejection device effect, e.g. they can be used to determine the bottle head diameter to be measured or determined so that oversized or undersized bottles can be rejected.
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Weiterhin kann ein Logikelement vorgesehen sein, so daß die Prüfung nur eingeleitet wird, wenn die Flasche in richtiger Richtung die Strahlen passiert. Dies vermeidet Probleme, die durch rückwärtige Flaschenbewegung über eine kurze Distanz verursacht werden.Furthermore, a logic element can be provided so that the test is only initiated when the bottle is in the correct position Direction the rays happened. This avoids problems caused by backward movement of the bottle over a short distance caused.
Andere Detektorsysteme können mit dem hier beschriebenen Prüfsystem vereinigt sein und ihre entsprechenden Zurückweisungssignale können in dieses System eingegeben werden, so daß derselbe Zurückweisungsmechanismus für mehrere Zurückweisungsgründe verwendet werden kann. Z.B. kann ein Sensor vorgesehen sein, um Wasser in einer zu untersuchenden Flasche festzustellen. Ebenfalls kann ein Detektor 68 für dunkle Flaschen vorgesehen sein, der durch das Videosignal oder durch einen gesonderten einzelnen Fototransistor gesteuert wird, um den gesamten Bodenbereich durch die Flaschenöffnung hindurch zu betrachten, um eine Flasche mit einem total verdunkelten Boden oder mit einem im Flaschenhals eingeklemmten Korken zurückzuweisen. Das Ausgangssignal vom Detektor 68 kann dem ODER-Tor 69 zusammen mit den AusgangsSignalen vom NAND-Tor 63 und vom Tor 57 zugeleitet werden.Other detection systems can be used with the test system described here be united and their corresponding rejection signals can be entered into this system so that the same Rejection mechanism can be used for multiple reasons for rejection. For example, a sensor can be provided to Determine water in a bottle to be examined. A detector 68 for dark bottles can also be provided, controlled by the video signal or by a separate single phototransistor to cover the entire floor area To look through the bottle opening to see a bottle with a totally darkened bottom or with one stuck in the neck of the bottle Reject corks. The output signal from the detector 68 can be sent to the OR gate 69 along with the output signals from the NAND gate 63 and from gate 57 are fed.
In einer alternativen Ausbildung kann das Ausgangssignal vom Tor 57 dem Differentialverstärker 59 zugeführt werden.In an alternative embodiment, the output signal from gate 57 can be fed to differential amplifier 59.
Figur 1a zeigt eine Abänderung des Austrittsendes der Vorrichtung nach Fig. 1, bei der die Förderschnecke 7 durch einen Endlosförderer 7a ersetzt ist, der aus angelenkten Blöcken mit halbzylindrischen Seiten- teilenpesteht, die die Flaschen erfassen und fördern.FIG. 1a shows a modification of the outlet end of the device according to FIG. 1, in which the screw conveyor 7 is replaced by an endless conveyor 7a, which consists of articulated blocks with semi-cylindrical side parts that grasp and convey the bottles.
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Legal Events
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